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NK细胞—人体抗癌第一道防线

James 干细胞之父 2023-12-01

在我们的身体里,其实每天都有癌细胞形成。但是,为什么仅有一部分人会得癌症呢?这就得益于我们身体庞大而又精密的免疫系统,而防御癌症发生的是免疫细胞,他们就像巡警一样,在身体里随着血液循环四处巡逻,监控异常。


其实,对抗癌症,最好的医生就在人体内,既不是化疗药也不是手术放疗,而是健康的免疫系统。



  NK细胞初来乍到,成功上位!




盘古开天辟地,人体诞生之初时。在一个名为“骨髓”的地方,造血干细胞捏出了它的第一个孩子:免疫细胞。随着越来越多的免疫细胞的出生,它们根据自己的长相、功能和形态的不同,划分成了不同的营地。有的叫T细胞(大哥);有的叫B细胞(二哥);有的叫NK细胞(老三)。


而老三NK细胞是免疫系统的核心部分,是人体内最有价值的先天性免疫细胞。又称自然杀伤细胞,是人体第三类淋巴细胞,其表面缺少T细胞和B细胞的特异性标志如TCR和Smlg。NK细胞被定义为CD3-CD16+CD56+的淋巴细胞,占人外周血中淋巴细胞的5%-20%。

右图中绿色框中红色面积明显大于左图,代表CD16+/CD56+细胞含量多,即经过12天的培养,NK细胞越来越多


NK细胞是人体重要的免疫细胞,对先天免疫至关重要。它们具有抗肿瘤、抗病毒和免疫调节功能。NK细胞时刻在血液中巡逻,可以快速响应以杀死患病细胞,包括癌细胞、病毒感染细胞和炎症细胞等。

NK细胞本领强,全方位维持免疫功能!




NK细胞治疗最常用的方法是获得人外周血单核细胞,并在体外经抗体和细胞因子刺激,导致NK细胞体外活化和增殖,再回输给癌症患者。被活化的数量大增的NK细胞在体内发挥前所未有的抗肿瘤活性,辅助其他疗法实现杀瘤目的。


本领一:


        天然固有免疫功能
自然杀伤细胞(NK细胞)是与T细胞和B细胞属于同一家族的淋巴细胞,来自共同的祖细胞。然而,作为先天免疫系统的细胞,NK细胞被归类为I类先天性淋巴细胞,可以迅速识别与杀灭外来异物。众所周知,NK细胞可以杀死病毒感染的细胞,检测和控制癌症的早期症状。除了预防疾病外,还在胎盘中发现了专门的NK细胞,并可能在怀孕期间发挥重要作用。 
NK细胞最大的本领就是,不需要提前记住坏细胞的任何特征或者特异性蛋白分子,也不需要通过别的细胞才能知道坏细胞在哪,凭借着自己的第六感就能准确找到坏细胞甚至癌细胞,在发现它们的第一时间就能冲出去向坏细胞释放穿孔素、颗粒酶等细胞毒性颗粒杀死坏细胞。

本领二:


         抗癌第一防线
NK细胞在体内巡逻时,不断接触其他细胞。NK细胞是否杀死这些细胞取决于来自NK细胞表面上的活化受体和抑制性受体信号的平衡。激活受体识别在癌细胞和受感染细胞表面上表达的分子,开启NK细胞杀伤功能;而抑制性受体充当NK细胞杀伤的检查官,避免其是否对“自己人”下手。
大多数正常健康细胞表达MHC I受体,其将这些细胞标记为“自己人”。NK细胞表面上的抑制性受体识别同源MHC I,并关闭NK细胞杀伤功能,防止误伤。癌细胞和受感染的细胞经常会失去MHC I,NK细胞就会立刻识别并启动杀伤程序,NK细胞释放含有穿孔素和颗粒酶的细胞毒性颗粒,裂解靶细胞。
循环中的NK细胞通常处于休眠状态,一旦被外来刺激活化后,它们会渗透到大多数组织中攻击肿瘤细胞和病毒感染的细胞。NK细胞不同于T细胞,它不需抗体存在或抗原致敏,即可杀伤某些肿瘤细胞或病毒感染的细胞,也就是说,冲在战斗第一线的肯定是NK细胞。

本领三:


         启动免疫级联反应
需要注意的是,NK细胞具有在没有任何引物或先前活化的情况下杀死肿瘤细胞的能力(与需要通过抗原呈递细胞引发反应的细胞毒性T细胞不同)。他们以这种“自然”杀伤能力而得名。此外,NK细胞还能分泌细胞因子,如IFNγ和TNFα,作用于其他免疫细胞,如巨噬细胞和树突细胞(DC),以增强免疫反应。

本领四:


         快速抵达战场杀瘤
在肿瘤的发生与发展过程中,NK细胞既可以直接识别肿瘤细胞被激活,也能由DC细胞引发,触发后的NK细胞会在8小时内进入外周血,迅速抵达肿瘤组织部位,再在其他活化信号的作用下成为效应细胞,有效杀伤肿瘤细胞。

 难逃此劫,岁月这把杀猪刀也是NK细胞的天敌!




我们经常会听到一些中年女性说,岁月真的是一把“杀猪刀”啊!现实中,年龄何尝又不是NK细胞的一把“杀猪刀”呢!
前文看到NK细胞功能如此强大,身体有任何异常,NK细胞都能冲锋陷阵杀之于无形,瞬间觉得人体也强大到无所畏惧。但是,随着年龄的增长,机体的免疫机能却在逐步退化,这是自然进化的规律。NK细胞也难逃此劫,其数量和活性会随之降低。

特别是40岁以后,NK细胞的数量、活性、杀伤肿瘤的能力会逐渐降低;到60岁的时候,会下降到年轻时期50%的功能,可想而知,这时候人体的整个免疫机能有多差,感染和癌症的风险就会显著增加。
1962年Walford提出免疫衰老学说认为免疫功能的衰退是造成机体衰老的重要因素,随着年龄的增长,免疫器官老化、免疫细胞及细胞因子降低,机体的免疫功能逐渐减弱,感染性疾病、肿瘤发病率、死亡率逐渐增高。

NK细胞比例越高越不容易得癌症,在一个NK细胞倒下之前,它已经杀死27个癌细胞,所以如果要预防癌症,就要升高自体的NK细胞数量级活性才行。正常人体的NK细胞比例最高值达23.8%,而一般肿瘤患者的NK细胞才7%左右,所以NK细胞在癌症发生过程中起着重要的作用。

快看,NK细胞与癌细胞搏斗现场!




只要身体里有任何风吹草动,NK细胞就能及时感知到,迅速找到癌细胞的位置,将其扼杀于萌芽状态,癌细胞也就无法繁殖生长。但是,由于某些原因(例如年纪大)导致身体内NK细胞数量变少,活性变差,无法完成本职工作的时候,癌细胞就有可能躲过一劫,使其增殖势头一下子失去控制,癌细胞就占据优势,疯狂快速增殖。
视频:NK细胞杀灭癌细胞的过程



这时候,癌细胞还会像NK细胞释放一种类似于安眠药的物质对其催眠,本来活性就变差的NK细胞雪上加霜,更加对癌细胞束手无策了。癌细胞的扩增繁殖一发不可收拾,又会导致身体免疫功能受到抑制。如此恶性循环,癌细胞逐步占领高地,免疫系统功能更加薄弱,使得身体陷入了强免疫抑制状态。
癌细胞失去了控制,开始快速增殖,病灶慢慢变大,加之免疫系统越来越弱,身体会逐渐出现症状,癌症就此被发现。


为了抵抗癌症,就要唤醒被抑制的免疫系统,如何才能唤醒呢?需要给予足够强烈的免疫刺激,例如使人体感染非常危险的致病菌,由于其毒性非常大,但是本就虚弱的患者无法耐受这样的感染,容易一命呜呼!如果使用疫苗等低毒性方式对免疫系统进行刺激,力度又太小,休眠的免疫细胞无法被唤醒。

NK细胞疗法问世已久,临床试验如火如荼!




早在1980年美国国家癌症研究所就开始应用自体NK细胞富集培养的细胞产品治疗癌症,经过近40年的发展,NK细胞治疗技术已经日趋成熟。科学家发现了更为温和且复杂的NK细胞培养方式,包括NK细胞的刺激强度和种类,培养后的NK细胞回输的时间节点等,都经过严密的试验确定,特别是培养液,也就是NK细胞增殖生长需要的食物,在不同的生长阶段,需要不断地改变组分,满足NK细胞的生长需求。

因此,在世界上已经实现了既增强了NK细胞活性,又成功增加了NK细胞的数量,完成了NK细胞回输体内对抗癌细胞必备的两项基本要求。目前,无论是中国、日本还是美国,NK细胞培养技术都已经非常成熟。
作为较早进军免疫治疗的国家,日本是国际上率先批准使用免疫疗法的国家之一。目前,中国和美国都在积极开展NK细胞治疗实体瘤的临床试验,但尚未正式批准进入临床使用。
截止至2022年6月2日,国内申报IND通过临床默示的NK细胞疗法产品仅有1个,针对晚期上皮性卵巢癌。


NK细胞疗法产品申报IND信息


此外,大部分NK细胞产品为研究者发起的临床试验(IIT),也只是处于临床I期、II期阶段。


国内NK细胞疗法相关临床试验


不仅,在国内,在国外仍有大量正在进行的NK细胞疗法的相关临床试验,仍多处于I、II期。



美国NK细胞疗法相关临床试验


由于来源的稳定性和安全性,让近些年来,NK细胞疗法成为继CAR-T细胞疗法后又一热门的研究领域,NK细胞被称为“抗癌第一道防线”。

无需大动干戈,治疗流程简便!




为了提高体内NK细胞的活性及数量,科学家利用抽取50ml人体外周血液,把极少量的NK细胞分离出来再扩增培养,使其数量增加到原来的1000倍,数量达到50亿-100亿个,再回输体内。
癌症患者只需配合采血、回输即可!其他整个培养过程都在专业的实验室完成。

1.采血

抽取癌症患者外周血50-60ml,提取单个核细胞;

2.培养

在实验室,进行为期14天左右的NK细胞诱导、扩增;培养

3.回输

等NK细胞培养完成后,像输液一样静脉回输给癌症患者。
参考资料:https://www.immunecells21.com/nk-cells-for-cancer/https://www.drugtargetreview.com
声明:干细胞之父平台发布,仅用于科普相关知识,不作为医疗指导建议。
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